[发明专利]一种非接触励磁同步电机及其自适应阻抗匹配方法

权利要求书

1.一种非接触励磁同步电机，其特征在于，包括电机外壳(8)，以及电机外壳(8)内部的定子、转子；定子和转子之间通过电磁耦合传递能量；

定子包括依次连接的控制器(3)、高频逆变(2)和初级线圈(9)，其中控制器(3)在直流母线电压供电下完成对高频逆变器(2)的控制，驱动信号经功率放大控制逆变器功率开关管，实现直流电能转化为交流电能的逆变过程，将交流电能提供给初级线圈(9)，初级线圈(9)在交流电能的作用下产生交变磁场；

转子由次级线圈(10)、转子铁心(5)、转子转轴(6)、励磁绕组(7)和整流器(4)组成，次级线圈(10)连接整流器(4)，整流器(4)连接励磁绕组(7)，转子转轴(6)上套有转子铁心(5)，转子铁心(5)上绕有励磁绕组(7)；初级线圈(9)产生交变磁场，通过气隙耦合到次级线圈(10)产生交变的励磁电流，经整流器(4)整流后供给转子励磁绕组(7)，从而产生电机的励磁磁场。

2.根据权利要求1所述的一种非接触励磁同步电机，其特征在于，还包括输出直流电的车载电池(1)，控制器(3)可以控制经高频逆变电路(2)，将车载电池(1)输出的直流电逆变成设定频率为ω的交流电。

3.根据权利要求1所述的一种非接触励磁同步电机，其特征在于，次级线圈(10)的参数结构与初级线圈(9)相同，在初次线圈(9)发生谐振时，能够将能量由共振原理传输到次级线圈(10)上，次级线圈(10)此时也会发生谐振，感应出交流电。

4.根据权利要求1所述的一种非接触励磁同步电机，其特征在于，次级线圈(10)感应出交流电之后，将交流电输入到整流器(4)中，整流器(4)完成了交流电的整流，此时电流由交流电转变成直流电，整流器(4)输出的直流电输入到转子励磁绕组中，完成了电机的励磁。

5.一种非接触励磁同步电机自适应阻抗匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：初始化一群随机粒子，粒子追随当前的最优粒子在解空间中搜索：首先，初始化一群随机粒子：假设该二维搜索空间中第i个粒子的位置和速度分别为Xⁱ＝(x_i,1x_i,2)和Vⁱ＝(v_i,1v_i,2)，将粒子群算法与阻抗匹配结合，此时二维空间中的每一个粒子的位置坐标和阻抗匹配的串联电容和并联电容二者之间存在一一对应，即P_i＝Xⁱ,C_si＝x_i,1,C_pi＝x_i,2；P_i代表一个二维粒子，C_si和C_pi分别表示串联臂和并联臂上的电容值，即需要求解的未知变量；

步骤2：计算适应值函数，得到pbest和gbest；随时调整C_s和C_p的值，依然能够满足最大功率传输，其中C_s和C_p分别为串联臂和并联臂上的电容值，C_s和C_p和输入阻抗的关系如下：

式中：C_si表示串联臂上的电容值，C_pi表示并联臂上的电容值,Z_in为输入阻抗，R为等效负载(15)阻抗的实部值；X为负载阻抗的虚部值；进一步地，阻抗匹配适应值函数fitness＝|real(Z_in-R_s)|²+|imag(Z_in)|²，其中，Z_in为输入阻抗，R_s为内阻(R_s＝50Ω)，L_s为电感；

步骤3：更新自适应权重；

步骤4：更新各个粒子的速度和位置；

步骤5：进行局部寻优，判断粒子是否越界，然后输出；

步骤6：控制器(3)输出信息作用于电机A(13)和电机B(14)，电机动作调整电容C_s和C_p。